湿热地区办公建筑制冷能耗多目标优化研究

摘要

为应对由气候变化导致的建筑能耗增长问题，进一步提升湿热地区办公建筑的能源韧性，从气候适应性的视角出发，对建筑制冷能耗开展多目标参数优化研究。以广州市某典型办公楼为研究对象，利用EnergyPlus能耗仿真平台进行建筑能耗模拟，并采用jEPlus工具对关键设计及运行参数进行敏感性分析；采用jEPlus+EA平台集成NSGA-Ⅱ多目标遗传算法，以夏季制冷能耗与室内热舒适不满足率为优化目标，对渗透风量、玻璃太阳光透过率、建筑朝向、新风量及室内冷却设定温度等关键参数进行协同优化。结果表明：夏季空调室外计算干球温度升高0.4～0.7℃,导致建筑能耗增加约4.6%;敏感性分析得出，室内冷却设定温度、太阳光辐射透射率、渗透风量、新风量以及建筑朝向是影响建筑制冷能耗的主要因素；多目标优化得到了制冷能耗与热舒适性的Pareto最优解，最优方案能在满足基本热舒适性需求的前提下，有效降低制冷能耗10.6%～16.8%,降低碳排放3.6%～5.7%。通过多目标优化方法制定协同策略，不仅能有效抵消气候变化带来的能耗增量，还可为湿热地区建筑节能设计与自适应运行提供定量决策依据。

关键词

通风与空调工程 / 办公建筑 / 制冷能耗 / 多目标优化 / NSGA-Ⅱ / EnergyPlus